JSPS KAKENHI Project
最近の日本学術振興会 科学技術研究費助成事業による研究成果を紹介します。
【計算力学手法の開発と各種応用（COMPUTATIONAL MECHANICS）】
基盤B（2020-2023）3D積層造形のための不確かさの系統的モデリングと確率的疲労寿命予測による品質保証
（Quality assurance of additively manufactured products by systematic uncertainty modeling and stochastic prediction of fatigue life）
1. 円孔を有する部材の幾何的精度の積層角度依存性に関する研究 (Study on geometrical accuracy of components with circular holes dependent on building orientation)
- Mizuki Maruno and Naoki Takano, Probabilistic Prediction of Mechanical Behavior of Additively Manufactured Product Considering Geometrical Imperfections Associated with Building Direction, Mechanical Engineering Journal, Vol. 8, No. 6 (2021), Paper No. 21-00288, https://doi.org/10.1299/mej.21-00288.
- Haruma Tanaka, Naoki Takano and Hideo Takizawa, Correlation between geometrical accuracy and building angle of 3D printed flat plate with circular hole of aluminum alloy and polyamide, Journal of the Society of Materials Science, Japan, Vol. 72, No. 5 (2023), pp.384-391, (in Japanese), https://doi.org/10.2472/jsms.72.384.
2. 歯科クラスプの疲労寿命の事前予測法の開発（Prediction of fatigue life of dental clasps before additive manufacturing, please see figures below）
- Kento Odaka, Naoki Takano, Hideo Takizawa and Satoru Matsunaga, Probabilistic finite element analysis of fatigue life of additively manufactured clasp, Dental Materials Journal, Vol. 41, Issue. 2 (2022), pp.286-294, https://doi.org/10.4012/dmj.2021-174.
- Kento Odaka, Shota Kamiyama, Hideo Takizawa, Naoki Takano and Satoru Matsunaga, Comparison of the fatigue life of pure titanium and titanium alloy clasps manufactured by laser powder bed fusion and its prediction before manufacturing, Journal of Prosthodontic Research, Vol. 58 (2023), pp.336-346, https://doi.org/10.2186/jpr.JPR_D_22_00207.
- Kento Odaka, Shota Kamiyama, Naoki Takano, Yoshihiko Uematsu, Satoru Matsunaga, Fatigue life prediction considering variability for additively manufactured pure titanium clasps, Journal of Prosthodontic Research, (2023), accepted, to appear in https://doi.org/10.2186/jpr.JPR_D_23_00074.
- Kento Odaka, Mikiya Sugano, Taichi Kawamoto, Naoki Takano, Satoru Matsunaga, Finite element analysis of fatigue life of commercially pure titanium clasps additively manufactured with different building orientations, Dental Materials Journal, (2024), https://doi.org/10.4012/dmj.2024-023.
3. チタン系材料（チタン合金, 純チタン）および銅合金の積層造形品の物性値と疲労特性 (Characterization of additively manufactured titanium alloy, pure titanium and copper alloy components)
社会への情報発信（2020-現在）
- WCCM2020 (World Congress on Computational Mechanics, online 2021 January 11-15)ミニシンポジウム「Stochastic simulation: From fundamental scheme to practical applications in engineering and biomechanics」
- 日本計算工学会セミナー「不確かさのモデリング法と確率的シミュレーション法の発展と応用」（2021年1月22日）
- WCCM (World Congress on Computational Mechanics, online 2022 August 1-5)ミニシンポジウム「Numerical methods for verification, validation and uncertainty quantification in manufacturing, civil engineering, advanced materials and biomechanics」
- 日本機械学会2022年度年次大会先端技術フォーラム「金属AMにおけるDesign for Additive Manufacturing(DfAM)を理解するために」基調講演「AMにおけるシミュレーションによる事前評価と設計」（2022年9月14日）
- プラスチック成形加工学会 射出成形CAD委員会 招待講演「確率均質化法による非線形マルチスケールシミュレーションの必要性と課題点」（2022年9月16日）
- CAEによる3D積層造形品の疲労寿命の造形前予測（高野直樹）, 3D積層造形品の疲労特性（研究分担者 植松美彦, 岐阜大学）, 日本機械学会講習会「機械材料・材料加工のシミュレーションと計測（第3回：金属AMの応用と潮流）」(2023年6月20日)
- 日本計算工学会第29回計算工学講演会 キーノート講演「3D積層造形による銅合金ヒートシンク設計のための熱伝導解析：物性値の温度依存性と熱伝達係数の不確かさの考慮」（2024年6月10日）
基盤B（2016-2019）確率的マルチフィジックス・マルチスケールモデリング法の提案と各種応用・妥当性確認
（Proposition of stochastic multiphysics and multiscale modeling methodology with various applications and validation）
1. 不確かさを有する物理的パラメータに関する展開近似による確率的シミュレーション法の開発：1次展開近似に基づく確率均質化法（First-order Perturbation based Stochastic Homogenization; FPSH）による非線形解析、
および高次項を含むNeumann展開による2次元線形有限要素解析
2. 幾何的パラメータおよび初期・境界条件における不確かさを考慮した確率的シミュレーション
：繊維強化複合材料、3D積層造形品への応用
3. 多次元パラメータ空間の分析法と裾野分布に着目したサンプリング法：Stepwise Limited Sampling(SLS)法の開発と繊維強化複合材料のRTM成形プロセスシミュレーションへの応用
4. 統計的弾塑性材料モデルと確率的シミュレーション：3D積層造形によるチタン合金、
アルミ合金、マルエージング鋼の静的引張試験の物理的パラメータ取得
5. 不確かさを考慮したマルチフィジックスシミュレーション：鋼材成分の不確かさを考慮した焼入れシミュレーションにおける温度に対する感度解析、アルミ合金3D積層造形プロセスシミュレーション
基盤B（2012-2015）確率的マルチスケール法の理論体系化と応用探索ならびに実用的システム開発
（Systematization of stochastic multiscale theory, study on its applications and development of practical system）
- 数理モデル記述法の開発
- 数値解析手法の開発
- 実用化研究：市販ソフトウェアVOXELCONによる解析実行
- 工業材料への適用1：球状多孔質材料
- 工業材料への適用2：コーティング粒子分散型複合材料
- 生体組織への適用：腰椎骨海綿骨、下顎骨海綿骨
- 応用探索：FRPのハンドレイアップ成形積層板、金属3D造形品における造形不良
- その他：画像相関法（DIC）を用いたマルチスケールモデルの妥当性確認
産業界への情報発信（2012-2019）
- 日本計算工学会不確かさのモデリング・シミュレーション法に関する研究会 主査
- 日本計算工学会計算工学講演会 OS「不確かさのモデリング・シミュレーション」
- 日本計算工学会セミナー「不確かさのモデリング・シミュレーションのためのツール」
- 日本計算工学会セミナー「製造業および土木分野における不確かさのモデリング・シミュレーション」
- 日本計算工学会公開型研究会会合「自然災害シミュレーションにおける不確かさモデリングの研究展望」
- The 12th World Congress on Computational Mechanics (WCCM XII) ミニシンポジウム「Probabilistic/stochastic analysis of advanced materials and biological tissues」
- 5th Asia Pacific Congress on Computational Mechanics (APCOM) ミニシンポジウム「Uncertainty modeling for composite materials and biological tissues」
- 日本機械学会計算力学講演会 OS「Additive ManufacturingとCAE」
- 日本機械学会計算力学講演会 OS「市販CAEソフトを用いた難問題のモデリング・シミュレーション」
- 日本計算工学会HQC(High Quality Computing)研究会 副主査
【バイオメカニクス分野（BIOMECHNICS）】
挑戦的萌芽研究（2015-2017）口腔インプラント手術の技術伝承を目的とした力覚体感型シミュレータの開発
（Development of force sensible surgery simulator aiming at technology transfer for oral implant surgery）
挑戦的萌芽研究（2011-2013）イメージベース有限要素法による褥瘡発生のバイオメカニズム的病因の解明
（Clarification of cause of occurrence and biomechanism of pressure ulcer by image-based finite element method）
【計算力学手法のMEMS設計への応用（Computational Methods for MEMS Design）】
基盤B（2008-2011）多孔質圧電材料のイメージベース・マルチスケール解析とバイオMEMSへの応用
（Image-based multi-scale analysis of porous piezoelectric materials and their application to bio-MEMS）
基盤B（2005-2007）高速マルチスケール動的解析法の開発とパワーMEMS設計への応用・検証
（Development of fast multiscale dynamic simulation method and its application and verification in power MEMS design）
